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[分享]新技术丨新预切槽支护隧道施工技术

发表于2017-09-06    1703人浏览    7人跟帖    筑龙币+100  复制链接  只看楼主

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预切槽技术的概念和特点

 预切槽技术是在开挖工作面之前,用特制的链式机械切刀沿隧道断面周边连续切割出一条厚约数十厘米深数米的窄槽,同时应用和切刀一体化的混凝土灌注设备注入混凝土,从而形成一个连续的起预先支护作用的混凝土壳体。然后在该混凝土壳体的支护下进行工作面机械挖掘。该技术兼备超前预支护以控制地层的变形和提供施工支护及永久支护的功能。

(1)由于预槽开挖和混凝土灌注同时完成,避免了导致土层应变的应力释放。

(2)由于沿隧道横向预置连续拱壳,沿隧道纵向拱与拱之间也有搭接,从而形成连续的空间拱形结构,具有高度的力学安定性。

(3)由于采用机械化切割施工,可以减少对围岩的破坏。

(4)作为独立的隧道挖掘施工技术使用。避免喷混凝土等二次衬砌和钢支架支护等作业。

预切槽技术的背景

    预切槽技术50年代始于美国,70年代在法国得到发展和应用。日本从80年代初期以来在引进国外技术的同时,开发了适合本国国情的超前支护施工技术,例如LAP法,PATM法,PASS法,PSS法等。

     New PLS技术是现阶段最完善的超前支护施工工艺,并得到了工程实际应用。日本道路公团于1991年首次制作了New PLS实验机,在北陆高速公路名立隧道现场进行了实际工程试验,取得了大量的试验数据,验证了该工艺的高度工程可行性。其后New PLS被应用于横滨新道的3车道隧道扩改工程(1995-1997)和横须贺道路吉井隧道(1998-2000)等工程。

    日本建筑机械化协会,大林组等各大建筑公司以及建筑机械制造厂商联合成立了New PLS工法研究会。

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预切槽技术的应用范围

基于预切槽的施工原理和支护拱壳的力学合理性,主要适用于未固结地层和软岩地层的铁路,高速公路等大断面隧道的施工。

  1. 有效控制覆盖层沉降,适合覆盖层很薄的未固结地层和软岩地层

  2. 有效控制对地表构造物的影响,适合城市等建筑物密集地点的施工有效控制对地下邻接构造物的影响,适合超接近隧道,地下建筑物,地下管线的施工

  3. 基于全断面开挖工艺,作业空间大,适于大型机械作业ØØ掌子面作业人员少,且在拱壳下作业,保障安全和施工环境

  4. 由于避免锚杆作业,也适合小断面隧道施工ØØ施工为单纯重复型工艺过程,可以缩短工期,降低造价。

预切槽技术的几个重要数据

    以下的数据是基于日本道路公团的特定机械以及日本式的施工管理模式和作息制度得出的,仅作为参考总结如下。其指标可以通过技术革新加以改善。

(1)考虑到切刀的磨耗,宜用于抗压强度小于100kgf/cm2 (10MPa)的地层。切刀具有切割100kgf/cm2 以上的混凝土壳体的能力。

(2)施工能力为月进尺50米以上,和城市NATM(新奥法)基本相同。

(3)地层中的碎石,砾石的粒径不宜大于切槽厚度。

(4)100l/min地下涌水时,不影响混凝土的灌注施工和质量。

(5)有关施工原价和预槽机价格等具体数据,正在调查。

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作为独立的隧道挖掘施工技术使用。避免喷混凝土等二次衬砌和钢支架支护等作业。

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